JPH02143139A - 干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法 - Google Patents

干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法

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JPH02143139A
JPH02143139A JP63297301A JP29730188A JPH02143139A JP H02143139 A JPH02143139 A JP H02143139A JP 63297301 A JP63297301 A JP 63297301A JP 29730188 A JP29730188 A JP 29730188A JP H02143139 A JPH02143139 A JP H02143139A
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Yasuo Hachikake
保夫 八掛
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N15/0211Investigating a scatter or diffraction pattern

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、面板上の微粒γ・とその鏡像とによる散乱
光の干渉パターンによる微粒rの粒径計測方法に関する
ものである。
[従来の技術] ゛]1導体ICの高密度化に伴って、その基本材料であ
るウェハ面板に存在する塵埃などの欠陥はさらに厳しく
規制され、これに対して欠陥検査装置により検査が行わ
れる。欠陥はその個数を検出するとともに、大きさもで
きる限り正確に計測することが必要である。面板欠陥検
査の方法には、レーザビームを走査して欠陥の散乱光を
受光する方式がヴら使用されている。走査方法には面板
に対してレーザビームをX1Y方向に走査するもの。
面板を回転してスパイラル状に走査するものがある。ま
た、散乱光の受光方法にはレンズによるもの、またはオ
プチカルファイバによるものがある。
第3図(a)は、回転走査方法でレンズ受光方法による
検査装置の光学系を示すもので、面板1はスピンドル2
により回転し、これに対して垂直の投光されたレーザビ
ームしは集束レンズ3により曲板l・にスポットを生ず
る。欠陥Pがあると散乱光が散乱され、これが受光レン
ズ4により集光されて充電変換器5により検出信号が出
力される。散乱光の強度、従って受光イ、1号のレベル
は、図(b)に示すように、欠陥の大きさ(粒径)に概
ね比例関係にあることを利用して、レベル識別器6によ
り受光器S9のレベルより粒径を求める方法がとられて
いる。なお、図(b)の曲線は、曲板に各種の大きさの
標準拉rを付着して行った実測データである。
[解決しようとする課題] l・記の散乱光に対する受光信号レベルは、種々の“畏
因により変化する。すなわち、レーザビームのスポット
の強度、受光レンズ4(またはオプチカルファイバ受光
器)の集光力または充電変換器5の感度などが要因であ
り、検出した欠陥の大きさを計測するためには、予め粒
径が既知の標準粒子により受光信号レベルの校正が必要
である。5しかしながら、スポットの強度、充電変換器
の感度は変動することがあり、常に一定値を保持出来な
い場合がある。これに対して、受光信号のレベルによら
ず粉、径を特定する方法があれば、受光信号のレベル変
動に無関係に粒径が計測され、またに記の校正作業が省
略されて便利である。
この発明は以−1;に鑑みてなされたもので、受光信号
によらず、粒径を特定する微粒子の粒径の計測方法を提
供することを[j的とするものである。
[課題を解決するための手段] この発明は、ウェハ面板に対して垂直に投光されたレー
ザビームのスポットにより曲板を走査し、曲板の表面に
存在する欠陥による散乱光を受光して欠陥を検出する曲
板欠陥検査装置における微粒子の粒径計測方法であって
、曲板に付着した微粒子の散乱光と、曲板の表面に関し
て対称位置に生ずる微粒子・の鏡像による散乱光との干
渉縞のパターンを、複数の!11位受光4により角度区
分して受光して検出し、検出されたパターンを予め標準
粒子−のテストによりえられたモ渉パターンと比較して
、微粒子の粒径を求めるものである。
1−記の111−先受光器は、多数のオプチカルファイ
バ素線を一括したバンドルよりなり、VM散個のrIi
位受先受光器レーザビー1、と面板を含むH]f、而の
第1s限内でスポットを中心として放射状に配列したも
のである。
[作用コ まず、白板に付着した標準粒子の散乱光の指向性につい
て説明する。空気中の微粒子と異なり、面板に付着した
微粒rの場合は、曲板の裏面に微粒−rの鏡像が生じ、
表面の実微粒子と裏面の鏡像がともに散乱光を散乱する
。第1図(a)において曲板1の表面に付着した微粒f
’Pが粒径dの球形とすると、鏡像P′もまた球形であ
り、これらの散乱光はそれぞれ実線および点線で示す球
面波となって拡散する。P、P’の中心は粒径dだけ離
れており、任意の点Rとの距離rt、rzが異なるので
2つの球面波は11渉して強度が変化する。
図の実線と点線は、レーザビームの波長λの間隔でそれ
ぞれのピークを示し、両者が重なる点R1は山(最大強
度)となり、両者が半波長ずれた点R2では谷(最小強
度)となる。これらの角度位置は、波長λと粒径dの関
係により一意的に決まる。
第1図(b)は、λとdの比率を変えた場合の指向性の
変化を示すもので、放射状に延びた実線は強度最大の山
を示し、谷はこれらのほぼ中間にある。この指向性を第
1象限(0’〜90°)についてみると、d=λ/2で
は山が1方向であるが、λおよび2λでは2方向で角度
が異なる。d=3λでは3方向、以下同様にd=nλで
はn方向で各方向の角度が移動している(図はn=5ま
でを示す)。実際の波長λと粒径dについて数値的にみ
ると、ヘリウム・ネオンレーザは、λ=0.6328μ
mで、λ/2=0.32μm15λ=3゜1μmである
以−七により球形の微粒子とその鏡像との散乱光の球面
波は互いにL渉して、波長に対する粒径の大きさの比率
で決まる干渉縞パターンが生ずる。
このパターンの強度分布を複数の111位受光器で角度
区分して受光し、予め標を粒子に対するテストによりえ
られた1渉パターンと比較して、粒径を求めることがで
きる。ただし、d=λ/2以下に対しては、パターンの
変化が乏しいので特定することは困難である。また、d
=5λ程度以」二に対しては、パターンの変化する角度
が小さくなって区分が困難になる。しかし、d=λ/2
=0.32ttm−5λ=3.1μmの範囲は実用上r
!i要であり、この範囲は特定できるものである。
[実施例コ 第2図は、この発明による干渉パターンによる微粒γの
粒径検出方法の実施例における構成図である。図は回転
走Δ方式であるが、XY走杏方式でもよい。スピンドル
2により回転する面板1にり・1して、レーザビームL
がjR直に投光されてスポットSpを生ずる。スポット
Spに対して、これを中心としてn個の11位受光器7
−1.7−2・・・・・・7−nを放射状に配列して受
光器7を構成する。各中位受光器は、レーザビームLと
面板1に支障しない範囲にIjf及的に大きい角度範囲
(例えば15°〜75°)に配列する。個数nを多くし
て、各シ11位受光器の間の角度δθを小さくするほど
、($パターンを正確に検出できる。各!t’−(D″
受光器?−1,7−2・・・・・・7−nが受光した散
乱光はそれぞれ、光電変換器8−1.8−2・・・・・
・8−nにより電圧信号に変換されてデータ処理装置9
に入力し、パターン処理により干渉パターンかえられ、
予め標準粒子のテストによりえられているパターンと比
較されて微粒子の粒径が特定される。パターン処理の詳
細説明は省略する。
[発明の効果コ 以]二の説明により明らかなように、この発明の日歩パ
ターンによる微粒子の粒径計測方法においては、面板に
付着した微粒子は、面板の裏面に鏡像が生じ、両者の球
面波がレーザビームの波長と微粒子の粒径の比率で決ま
る干渉パターンを生ずることに4口したもので、複数の
中位受光器により角度区分して受光してパターンの強度
分布を検出し、これを標塑両者の干渉パターンと比較す
ることにより、−1−記の比率が1/2〜5程度の範囲
内の粒径(ヘリウム−ネオンレーザの場合、0゜3〜3
.1μm)を計測するもので、従来の受光信号レベルに
よる方法のごとくレーザスポットの強度などの変動によ
る粒径の1+!1差を生ずることがなく、つねに正しい
粒径が計測される効果があるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)および(b)は、この発明の干渉パターン
による微粒rの粒径計11ff+方法における面板の微
粒子の干渉パターンの説明図、第2図は、この発明の干
渉パターンによる微粒子の粒径計測方法の実施例の構成
図、第3図(a)および(b)は面板欠陥倹杏装置の構
成図と、これによる標準拉rの粒径の実0(タデータの
説明図である。 ■・・・ウェハ面板、    2・・・スピンドル、3
・・・隼束レンズ、    4・・・受光レンズ、5・
・・光重変換語、    6・・・レベル識別語、7・
・・受光器、  7−1.7−2〜7−n・・・中位受
光器、8・・・光電変換器、 9・・・データ処理装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、ウェハ面板に対して垂直に投光されたレーザビ
    ームのスポットにより該面板を走査し、該面板の表面に
    存在する欠陥による散乱光を受光して該欠陥を検出する
    面板欠陥検査装置において、該面板に付着した微粒子の
    散乱光と、該面板の表面に関して対称位置に生ずる該微
    粒子の鏡像による散乱光との干渉縞のパターンを、複数
    の単位受光器により角度区分して受光して検出し、該検
    出された干渉パターンを予め標準粒子のテストによりえ
    られた干渉パターンと比較して、上記微粒子の粒径を求
    めることを特徴とする、干渉パターンによる微粒子の粒
    径計測方法。
  2. (2)、上記単位受光器は、多数のオプチカルファイバ
    素線を一括したバンドルよりなり、複数個の該単位受光
    器を上記レーザビームと面板を含む平面の第1象限内で
    、上記スポットを中心として放射状に配列した、請求項
    1記載の干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法。
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